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第一位提出大陆在地表漂移的杰出科学家是安东尼奥·斯奈德－佩莱格里尼（Antonio Snider-Pellegrini），他是意大利裔美国人。19世纪50年代时，佩莱格里尼住在巴黎。他把自己的观点写在了1858年出版的一本书《创世记和它的神秘亮相》（ La Création et ses mystères dévoilés ）中。这本书夹杂了《圣经》的解释和科学假设，其中包括一个想法：地球上所有的大陆最初是一整块超级大陆，但是在一次与大洪水相关的灾难后，南美洲从现在的非洲分离出来，然后快速在地球上移动，最终到达今天的位置。尽管当时均变论的思想已经完整地建立起来，莱伊尔的伟大著作也已经出版了25年，但一小部分人还是接受了佩莱格里尼的理论，认为南美洲和非洲是从一整块大陆分裂出来的；然而他们漠然地忽略了佩莱格里尼的另一个猜测，即这一切都是在一个突如其来的大灾难下并在短时间内发生的。
南美洲和非洲曾经连接在一起的证据现在看来已经无可辩驳，而事实上早在19世纪时人们就已经接受了这一观点。南美洲延伸到大西洋的山脉与非洲延伸到大西洋的山脉吻合得很好，而且那些岩石中的地层也吻合得非常好；低洼的地区与接合处吻合，化石层也是如此；在大西洋两岸的动植物也相互匹配（尽管由于演化的作用，这一点已经不那么明显了）。总体而言，这就像你把一张报纸按照非洲和南美洲的形状剪开，分别放在两边。根据报纸上的单词和句子，你又可以很容易地把它们再拼回去。19世纪末的时候，真正需要解答的问题已经不是大陆是否在地表大范围移动，而是它们到底是如何移动的。
很长时间后，这个问题才有了科学的答案，但是一个重要线索早在1908年就被发现了。那一年，美国地质学家弗兰克·泰勒（Frank Taylor）在一次美国地质学会上提出了他的想法。他认为巨大的山脉实际上是地壳相互挤压变形的结果，这一发现与在美国地质调查局和斯坦福大学任职的贝利·威利斯（Bailey Willis）的研究结果一致。（具有讽刺意味的是，威利斯本人认为“海洋盆地是地球表面的永久性特征”。）泰勒认为，这些侧向力与整个地球上大陆的“强大的缓慢运动”有关。他极有先见之明地洞察到，有一条巨大的海底山脉，被称为大西洋洋中脊（Mid-Atlantic Ridge），它在南美洲和非洲中间的海底伸展开来，一直延伸到北大西洋。泰勒说这个位置最初是大陆之间的裂痕，这表明这条山脊“一直保持不动，而山脊两侧的大陆则向相反的方向缓缓移动”。没有人关注泰勒的论文，而他自己也懒得去推广它。但是几年后，德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Wegener）又捡起了“大陆漂移”的想法并发展出了一套自己的理论，他在一系列书籍里对之进行了大力宣传，终于引起了人们的注意。
虽然魏格纳不是地质学家，但在1911年，他无意中发现了一篇论文，论文讲述了这样一个观点：大西洋两岸之所以存在类似的地质层、化石和生物，是因为在很久以前，曾经有一片大陆连接它们，现在这片大陆已经沉到海底。魏格纳认为这个观点很可笑，尤其是因为在20世纪早期，人们已经知道海床的岩石比大陆地壳的岩石密度要大。大陆就像海上冰山一样漂浮在地壳下的致密物质之上。如果有某种神秘的力量使连接大陆的“桥梁”沉到下面的物质中，那么这些“桥梁”应该还会浮上来——就像一块冰被按到水下，它还会浮起来一样。魏格纳知道一两件关于浮冰的事，因为他在丹麦远征队去格陵兰考察时曾担任官方气象学家。浮冰不能沉到海浪之下——但是漂浮的大冰原会开裂，然后逐渐分开，而之间的裂缝会变得越来越宽。到1912年1月，魏格纳已经把这些概念发展成大陆漂移理论的第一个版本，并在法兰克福召开的德国地质协会的会议上进行了公布。
魏格纳没能说服几个人，同时他的工作进展也变得缓慢起来，因为他作为气象学家与大学老师还有本职工作要做。后来，关于大陆漂移理论的工作进展得更慢了，因为在第一次世界大战中，魏格纳要在德国军队服兵役。魏格纳的理论面临的一大障碍是该理论需要大陆在看似固体的海床岩石上漂移，就像冰山在海洋上漂移一样。运动的机制仍旧未知，这足以使大多数地质学家对这个理论的研究打消了念头。但是多年来，魏格纳汇集了越来越重要的证据来反对“大陆桥假说”（land bridge hypothesis）。对岩层的详细研究再加上其他的证据表明，“新闻纸上的句子”精确地排列在海洋的缺口，没有“漏字”消失在视线之外。（顺便说一句，魏格纳最先提出了新闻纸的比喻。）他还利用自己掌握的气象学知识，从不同年龄的地层发现的不同种类的岩石和化石研究入手，重建了过去的气候。这项分析表明，现今位于冰天雪地的北极圈的斯匹次卑尔根岛（the island of Spitsbergen）曾经一度被热带植物所覆盖。
在福尔摩斯的故事中，阿瑟·柯南·道尔让他的大侦探指出，一旦你排除了不可能，那么剩下的无论是什么以及无论多么不可思议，也一定是真相本身。魏格纳证明了大陆桥不可能存在；因此，大陆肯定是漂移的，虽然看上去不可能。他对“新闻纸上的句子”进行重构，结果表明所有的大陆曾一度组合在一起，形成了一个超级大陆，他称之为盘古大陆（Pangaea），意为“整个地球”。根据魏格纳的计算，在大约3亿年前，盘古大陆已经开始分裂。魏格纳最重要的见解之一是，山脉的形成与地球的收缩并无关系。他认为，山脉是在一块漂移大陆的前沿形成的，岩石由于阻挡了大陆的移动而被揉碎、抬高。这可以解释一些现存山脉的成因，例如北美西部的落基山脉。陆地之间的碰撞也可以使岩石粉碎、山脉耸起：印度大陆北移，猛烈地撞击亚洲大陆，形成了著名的喜马拉雅山脉。
尽管如此，魏格纳还只是说服了极少数地质学家相信大陆漂移的理论是正确的。1930年11月，魏格纳50岁生日后不久，他在最后一次去格陵兰探险的路上由于心脏病发作而去世。但是，他的讣告中几乎没有提及大陆漂移理论。
公平地讲，对他的同代人而言，大陆漂移理论缺乏一个根本机制，即使是在20世纪30年代，这看起来也像是一道不可逾越的鸿沟。大陆沉入海床下的图像就像冰山沉入大海一样，卡在了地质学家的喉咙里，他们知道海床的岩石是不可能像冰山下的海水一样分开一条路给大陆板块的。但是在魏格纳首次洞察大陆漂移的问题时，他已经发现解决问题的答案就摆在那里，只是其他人没有意识到而已。因为，正确的图像并不是冰山在水里移动，而是冰山在水上漂移。浮冰碎裂然后漂浮开，不是因为它们在水里运动，而是因为它们被洋流载着走。事实证明，大陆板块也是被洋流所驱动——但是，需要一项新技术来证明这一点。